锻件奥氏体化后冷却(淬火)质量的控制问题,是提高锻件热处理质量的关键。
冷却质量主要有三个方面,即冷却后得到的组织结构状态、应力类型和大小以及外观质量。
冷却质量主要是根据锻件冷却后是否获得了能***大限度满足使用性能要求的组织结构状态。例如,要求锻件在整体上具有高强度,通常淬火冷却后应得到马氏体组织;要求强度和韧性有良好配合的,可采用等温淬火以获得贝氏体等。
变形和开裂是冷却过程中产生的质量问题。
1.加热设备
1)为保证淬火、回火锻件组织和性能的均匀性,必须对加热设备有效加热区内的温度偏差进行正确的选择和控制。
2)为了减少氧化脱碳,应在保护气氛或真空炉内加热,在普通空气炉内加热时采用保护涂料或装箱保护。
2.淬火冷却介质及淬火槽
(1)淬火冷却介质
1)按JB/T6955—2008《热处理常用淬火介质》技术要求和冷却性能,正确地选用各类淬火冷却介质。
2)淬火冷却介质不应对热处理锻件产生严重锈蚀。
3)水槽中的水、水溶液不应含有过量有害物质。
4)油槽中的淬火油混入少量水是极其有害的,会造成淬火软点或畸变。其水含量应小于0.05% (质量分数)。
5)将淬火冷却介质搅拌均匀后,从淬火槽有代表性的部位或中心部位取适量介质进行分析,分析项目及分析周期按JB/T 6955 —2008《热处理常用淬火介质》进行。经分析不符合技术要求时,适当调整,甚至更换。
6)淬火冷却介质使用温度范围不得超过规定。
(2)淬火槽
1)淬火槽应保证锻件表面各部位冷却均匀,一般应有循环搅拌和冷却装置。
2)淬火槽的容积应适应持续淬火和锻件在槽中移动的需要。
3)应及时清除淬火槽中的悬浮物及沉积物。
4)淬火槽应有槽盖,停用时加盖保护。油槽要定期清理。
5)淬火槽应装备分辨力不大于50℃的测温仪表。
3.淬火操作。
4.回火操作。
1)淬火后的锻件应及时回火,通常室温停留时间不超过4h。
2)回火后一般是空冷,对具有第二类回火脆性的钢种,在回火脆性温度范围内回火时,应采用油冷或水冷。
3)大型热锻模多采用带温回火,锻模冷至150℃左右即由淬火槽移入已加热到回火温度的炉中回火。
5.淬火、回火后的工序
1)锻件矫直时所产生的残留应力,应不影响以后的机械加工和使用性能,必要时可进行去应力处理。
2)清洗和清理时,不应对锻件产生有害影响。
3)有温度要求的清理和清洗设备,应配备分辨力不大于5℃的测温仪表。
6.质量检验。
锻件在冷却过程中,一般会产生热应力和组织应力等,其类型和大小应根据具体锻件和工作条件要求来控制。
锻件冷却后的外观质量,一般情况下,希望锻件在冷却过程中也不要产生氧化、脱碳、表面腐蚀和组元成分变化。